Laboratório de Banho testa eficiência de sistemas de aquecimento de água

Publicado em Tecnologia, USP Online Destaque por em

Aumentos na tarifa da energia elétrica e da água têm impactado o orçamento doméstico das residências brasileiras, onde o chuveiro elétrico é o principal vilão: ele é responsável por 30% do consumo total de eletricidade nas casas. A fim de saber qual sistema de aquecimento de água é mais econômico, a Escola Politécnica da USP (Poli) está construindo um Laboratório de Banho – o Laban – para testes comparativos dos modelos hoje existentes no mercado – solar, elétrico, gás e híbridos.

O Laban está sendo instalado nos vestiários femininos e masculinos da Raia Olímpica do Centro de Práticas Esportivas (Cepeusp) da USP, onde cerca de 600 pessoas tomam banho diariamente após a prática de atividades físicas. O objetivo é realizar testes comparativos de longo prazo com os quatro modelos de aquecimento de água para avaliar o gasto e o consumo de energia, considerando as seguintes variáveis: fontes energéticas, custos de implantação, operação, manutenção, efeitos climáticos sazonais e hábitos dos usuários que influenciam o desempenho e os custos do banho.

Foto: Wikimedia Commons
Foto: Wikimedia Commons

Serão disponibilizados chuveiros elétricos, à gás, solar e híbridos (solar/elétrico e solar/gás), mas sem nenhuma identificação visível de qual tipo de aquecimento o usuário terá acesso ao tomar banho. Ao término, será apresentado à pessoa um questionário de avaliação de sua percepção do banho, incluindo questões como temperatura, vazão de água, tempo e conforto associado ao banho.

Normalmente, as avaliações dos equipamentos de aquecimento de água são feitas em balcões montados nas fábricas, de forma expressa e sem levar em conta diversos fatores que influenciam no consumo da água e da energia ao longo do ano e a preferência das pessoas. O Laban tem caráter permanente e, ao término dos testes com uma empresa, poderá servir de laboratório para outros fabricantes. A mensuração dos equipamentos será feita em ambiente e condições reais.

Foto: Divulgação
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Segundo o pesquisador Márcio Maia Vilela, os resultados dos testes vão beneficiar não só empresas fabricantes de aquecedores, que poderão investir em novas tecnologias para melhoria da eficiência de seus produtos, como também órgãos públicos que terão dados confiáveis que servirão de base para criação de legislações específicas e o desenvolvimento de políticas públicas para o setor. Para os consumidores, a vantagem será conhecer equipamentos mais eficientes e ter a liberdade de escolha pelos modelos que desejam instalar em suas residências e que ofereçam mais economia.

Dos sistemas existentes, o que tem demonstrado mais economia durante o uso e menor impacto ambiental é o solar por causa da gratuidade da fonte de energia. Porém, o modelo se torna desvantajoso em períodos de estações chuvosas, lembra o coordenador do projeto, José de Aquiles Baesso Grimoni. A energia solar é obtida por meio de uma tecnologia de coleta da radiação em equipamentos que a transformam em energia térmica, aquecendo então a água que seguirá para um reservatório térmico, onde fica disponível para o banho.

A instalação de placas coletoras e de um reservatório térmico em uma residência pequena, por exemplo, gera uma economia no consumo de energia (comparando com a energia elétrica e o gás) que pode pagar o investimento inicial – em torno de R$ 2.000,00 – em um intervalo de tempo de um a dois anos, dependendo do uso do equipamento. A difusão do aquecimento solar em larga escala pode provocar ganhos relevantes também para o meio ambiente. “Poderia ser evitada a emissão de toneladas de CO2, substâncias lançadas na atmosfera pelas usinas termoelétricas que usam combustíveis fósseis para gerar energia elétrica”.

Poderia ser evitada a emissão de toneladas de CO2, substâncias lançadas na atmosfera pelas usinas termoelétricas que usam combustíveis fósseis para gerar energia elétrica.

Tanto Vilela como Grimoni apostam em modelos híbridos de aquecimento – aquele que combina energia solar com elétrico ou o solar com o gás – como as soluções mais adequadas, mas preferem aguardar os resultados do Laboratório do banho para confirmar suas hipóteses. Grimoni afirma que o sistema híbrido solar/elétrico reúne as vantagens do chuveiro elétrico com as do coletor solar, permitindo economia de energia elétrica na maior parte dos dias em que o aquecimento da água seria feito pela energia solar e a complementação do aquecimento, quando necessária, seria fornecida pelo sistema elétrico.

Vantagens e desvantagens

Para o consumidor, as vantagens e as desvantagens dos sistemas de aquecimento variam de um para outro, sendo necessário considerar para fazer a avaliação a mesma vazão de água e de temperatura. O sistema elétrico, por exemplo, é mais vantajoso na hora da aquisição do chuveiro, com custo relativamente baixo, porém, o custo da energia elétrica para operação do equipamento – pelo lado da geração, transmissão e distribuição – é cada vez mais alto. Por outro lado, o sistema solar implica em custo alto para a instalação das placas solares e custo praticamente zero de funcionamento. Já o preço de aquisição do sistema à gás é pouco inferior ao do aquecedor solar e os custos de operação estão em posição intermediária entre o solar e o elétrico.

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O híbrido solar/elétrico, por sua vez, tem preço de aquisição alto, principalmente por causa do aquecedor solar, e custo de operação baixo, porque pode atender cerca de 70% das necessidades de água quente de uma residência sem necessidade de aquecimento elétrico. Para os 30% restantes, em dias de chuva e céu nublado, o chuveiro elétrico entra em funcionamento.

Quanto ao híbrido solar/gás, a aquisição é alta e o custo de operação é mais baixo que o híbrido solar/elétrico, porque o custo do gás é mais baixo do que a o da eletricidade para cumprir a mesma função.

Foto: Divulgação
Foto: Divulgação

Para o setor governamental, o sistema elétrico tem custo alto de produção porque as usinas precisam disponibilizar eletricidade para atender a demanda da população principalmente nos horários de pico, das 17 às 20 horas. O solar tem custo baixo de infraestrutura, exigindo apenas que haja por parte do governo linhas de financiamentos para aquisição dos equipamentos. Em comparação, o gás tem custo médio devido ao investimento necessário para canalização do gás natural ou na logística de distribuição dos botijões.

O sistema híbrido solar/elétrico se torna viável porque diminui a demanda por eletricidade e reduz a pressão para construção de novas usinas geradoras de energia elétrica. O híbrido solar/gás também é considerado interessante por não demandar energia elétrica, podendo significar o desligamento permanente de algumas termelétricas que entram em funcionamento somente nos horários de pico para atender a demanda de energia dos chuveiros elétricos.

O Laban – Laboratório de Banho foi desenvolvido pelo Departamento de Energia e Automação, da Escola Politécnica (Poli) da USP e teve o apoio da Superintendência de Gestão Ambiental, da Prefeitura do Campus da USP e da Associação Brasileira de Refrigeração, Ar Condicionado, Ventilação e Aquecimento (Abrava).

Mais informações: (11) 3091-5312, aquiles@pea.usp.br e marciomvilela@gmail.com .

Laboratório de Banho testa eficiência de sistemas de aquecimento de água
Editoria: Tecnologia, USP Online Destaque - Autor: - Data: 24 de setembro de 2015
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